廣華作業(yè)區(qū)注水水質(zhì)現(xiàn)狀分析及對策

吳小英,魏冬梅,嚴(yán)艷玲袁龑，黃丹

(中石化江漢油田分公司江漢采油廠，湖北 潛江 433121)

廣華作業(yè)區(qū)注水水質(zhì)現(xiàn)狀分析及對策

吳小英,魏冬梅,嚴(yán)艷玲
袁龑，黃丹

(中石化江漢油田分公司江漢采油廠，湖北 潛江 433121)

[摘要]油田注水開發(fā)過程中，注入水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，將極大縮短地面設(shè)備、井下管柱服役期限，給油田的生產(chǎn)造成巨大損失，甚至引起地層欠注，影響開發(fā)效果。綜合廣華作業(yè)區(qū)近年來注水水質(zhì)狀況，通過對水質(zhì)達(dá)標(biāo)率的變化進(jìn)行分析，找到了水質(zhì)差的原因，并提出相應(yīng)的措施，引進(jìn)新工藝新技術(shù)，完善工藝流程，達(dá)到改善注水水質(zhì)的目的。

[關(guān)鍵詞]水質(zhì)達(dá)標(biāo)率；注水站；注入水；廣華作業(yè)區(qū)

廣華作業(yè)區(qū)現(xiàn)有注水站11座，其中清水站2座，污水處理站6座，污水回灌站3座，日處理污水5000m3左右，擔(dān)負(fù)著廣華、廣北、鐘市、浩口、浩西、高場、丫角、習(xí)家口、嚴(yán)河等9個油田的注水管理工作(見表1)。

表1　廣華作業(yè)區(qū)注水站基本情況表

1廣華作業(yè)區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀

1.1近年來注水水質(zhì)變化狀況

圖1　2012～2014年水質(zhì)綜合達(dá)標(biāo)率曲線圖

廣華作業(yè)區(qū)注水站點(diǎn)多、水源復(fù)雜、分布零散，給水處理和水質(zhì)管理帶來了很大困難。從圖1可看出廣華作業(yè)區(qū)注水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率不穩(wěn)定，波動較大，目前水質(zhì)綜合達(dá)標(biāo)率為70.0%左右。

1.2注水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)標(biāo)情況

廣華作業(yè)區(qū)注水水質(zhì)控制性指標(biāo)(懸浮物含量、粒徑中值、含油量、硫酸鹽還原菌(SRB)、腐生菌(FB)、鐵菌(TGB)、平均腐蝕率、平均結(jié)垢率、總礦化度)和輔助性指標(biāo)(pH值、溶解氧、硫化物、總鐵含量)綜合達(dá)標(biāo)率曲線見圖2，可以看出2012～2014年輔助性指標(biāo)的達(dá)標(biāo)率大大高于控制性指標(biāo)的達(dá)標(biāo)率，平均高出約20%，這說明在水處理過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注水質(zhì)的控制性指標(biāo)對地層產(chǎn)生的堵塞和對管線設(shè)備產(chǎn)生的腐蝕。

2水質(zhì)達(dá)標(biāo)率影響因素

圖2　2012～2014年注水水質(zhì)指標(biāo)綜合達(dá)標(biāo)率曲線

2.1污水系統(tǒng)水源的影響

污水系統(tǒng)來水主要有地層產(chǎn)出水、油井作業(yè)產(chǎn)出液、注水井洗井水、站內(nèi)過濾罐反沖洗水、站內(nèi)排污水、回油掃線水。當(dāng)來水水量在瞬時過大時會產(chǎn)生很大沖擊力，機(jī)械雜質(zhì)瞬間升高，對系統(tǒng)水質(zhì)產(chǎn)生不利影響。如浩口站輸油始末掃線排量達(dá)到25～30m3/h，對于300m3的沉降罐就會產(chǎn)生溢流現(xiàn)象，大大影響出站水質(zhì)。

2.2處理工藝的影響

目前主要采用的處理工藝流程是調(diào)儲罐→除油罐→緩沖罐→沉降罐→過濾罐→注水罐。一般情況下應(yīng)根據(jù)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求和來水水質(zhì)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)選擇。但污水處理工藝選擇及配套是否合理是關(guān)系到水質(zhì)能否穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵因素之一，如果稍有差異就很可能對水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)造成較大的影響。如廣華站新建1000m3調(diào)儲罐后，機(jī)械雜質(zhì)明顯下降，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率上升6%。

加藥系統(tǒng)根據(jù)水處理藥劑篩選試驗(yàn)、處理工藝、系統(tǒng)水量、水質(zhì)變化等特點(diǎn)設(shè)置加藥方式、藥型、加藥量、投加點(diǎn)。如鐘市管網(wǎng)結(jié)垢嚴(yán)重，一是嚴(yán)河與鐘市的產(chǎn)出水水型不配伍，嚴(yán)河的水型為CaCl2，鐘市的水型為Na2SO4，產(chǎn)生大量CaSO4沉淀；二是加藥點(diǎn)選擇不合理，由于緩沖罐進(jìn)出口管線在同一方向同一高度上，NaOH直接加入緩沖罐，未充分混合，部分區(qū)域的液體pH值偏高，導(dǎo)致Fe(OH)3、CaCO3沉淀結(jié)垢。因此實(shí)施整改措施，在嚴(yán)河來水進(jìn)鐘市油站的管線上投加防垢劑，將NaOH投加位置由緩沖罐改進(jìn)至除油罐，整改后管網(wǎng)結(jié)垢現(xiàn)象明顯緩解。

2.3水質(zhì)二次污染的影響

注水水質(zhì)在輸水過程中二次污染主要是因?yàn)樽⑺芫W(wǎng)長，注水站處理完的水在輸送過程中，有些控制性指標(biāo)(懸浮物含量、細(xì)菌)發(fā)生了明顯變化，出現(xiàn)了水質(zhì)惡化的趨勢。如鐘市油田共計(jì)16條干線、支干線及單井管線，壓降較大，加之鐘市站改造期間注入了大量不合格水，管線結(jié)垢較嚴(yán)重。其中東注水干線全長4.46km，2014年5月8日鐘112站更換東注水干線，發(fā)現(xiàn)管線內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重，平均垢厚10～15mm。

3水質(zhì)差的原因分析及對策

3.1水源復(fù)雜

廣華站、鐘市站和浩口站的日處理水量均在1000m3以上，來水水源都很復(fù)雜。廣華站負(fù)責(zé)廣華、廣北油田的污水處理工作，該站污水來源復(fù)雜，水型多樣，來水方向多達(dá)10處，雜質(zhì)多，水量波動大，對水處理系統(tǒng)造成的沖擊大，影響后續(xù)水處理設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行。

鐘市油田和嚴(yán)河油田的油井采出液水型不一致(表2)，兩種水在混合后極易生成Ca2SO4沉淀，造成水站處理設(shè)備和注水管網(wǎng)結(jié)垢嚴(yán)重。2010年3月11日注水東干線移位時，移位管線距注水站僅150m，但發(fā)現(xiàn)管線內(nèi)壁結(jié)垢厚達(dá)15～20mm。鐘8-6井、鐘9-6井單井管線2010年3月19日用洗井車清洗管網(wǎng)，洗井車啟動1min后跳泵，管線堵塞嚴(yán)重。

表2　鐘市和嚴(yán)河油井采出水水質(zhì)分析

3.2工藝流程不完善，設(shè)備故障率高

廣華站經(jīng)過2008年的工程改造，具備除油、緩沖、沉降、過濾等功能，但在工藝流程、儲水罐運(yùn)行及水處理設(shè)備上仍存在一些問題。工藝流程上，污水池收污流程直接進(jìn)除油罐，未進(jìn)調(diào)儲罐，導(dǎo)致機(jī)械雜質(zhì)高。一級緩沖罐排污閥滲漏，由于調(diào)儲罐傾斜，該罐長期低液位9.5m運(yùn)行，而收油槽高達(dá)12.7m，不能收油，導(dǎo)致含油量高。水處理設(shè)備上，除油罐吸排泥出口1#、2#電磁閥旋轉(zhuǎn)看窗破損后進(jìn)水導(dǎo)致電路主板燒壞。針對以上問題，計(jì)劃新鋪一條進(jìn)調(diào)儲罐的流程；更換緩沖罐排污閥，實(shí)施糾偏，內(nèi)外壁維護(hù)。

鐘市站2014年3月改造完畢，此次改造新增了1個1000m3的調(diào)儲罐，增加2臺核桃殼過濾器，新建300m3污水池1座，流程較為完善，但仍有需要改進(jìn)的地方：如調(diào)儲罐出口取樣口設(shè)置在提升泵后；注水罐無收油流程，影響水質(zhì)，清罐難度加大；污水池收油泵與污油介質(zhì)不匹配，收油異常緩慢困難；排污管線未安裝取樣口；污水池護(hù)欄偏窄，刮排泥裝置運(yùn)行中易受阻；預(yù)氧化裝置本體穿孔多次停用，導(dǎo)致平均含硫量高，管網(wǎng)腐蝕進(jìn)一步加劇。雙濾料過濾器電纜爆裂(2014年共兩次)，目前停運(yùn)。

浩口站建于1974年，現(xiàn)有流程于2006年5月投運(yùn)，主要處理的水源是浩口、浩西、習(xí)一區(qū)和習(xí)二區(qū)的部分污水以及浩口站油罐打底水、高場站掃線水污水?，F(xiàn)已出現(xiàn)的問題：①該站設(shè)計(jì)污水處理規(guī)模1000m3/d，隨著該油田的滾動開發(fā)，導(dǎo)致實(shí)際日處理污水達(dá)1500m3，嚴(yán)重超負(fù)荷運(yùn)行；②該站雙濾料過濾器在使用過程中故障頻發(fā)；③300m3污水池承污能力不夠，當(dāng)油站放底水或高場掃線時，除油罐和沉降罐的直通閘門必須打開，否則污水池會外溢，同時被攪混的池中污水未經(jīng)沉降回收進(jìn)罐，在系統(tǒng)中惡性循環(huán)，加重了水質(zhì)的污染。目前該站正在改造之中，將新建800m3調(diào)儲罐1具、新建600m3除油罐1具，原除油罐改為300m3沉降罐、新建300m3污水池1座。

高場站建于1986年，現(xiàn)有流程于2006年5月投運(yùn)，投運(yùn)時即發(fā)現(xiàn)除油罐頻繁溢流，后經(jīng)廠家二次罐內(nèi)改造及更換出口管線均未從根本上解決溢流問題；各罐內(nèi)穿孔排泥的旋轉(zhuǎn)裝置失效，精細(xì)過濾器問題多，故障率高，難以滿足生產(chǎn)需求。下一步更換罐內(nèi)穿孔排泥的旋轉(zhuǎn)裝置，加密清罐、加強(qiáng)排污，對過濾器設(shè)備定期保養(yǎng)，每月用洗油王清洗濾料2次。

習(xí)二站500m3玻璃罐建于2008年，罐高8m，該罐嚴(yán)重傾斜，目前只能在低于罐位的4～5m運(yùn)行，站內(nèi)日處理污水900m3，污水沉降時間短，機(jī)械雜質(zhì)高。此外，習(xí)二站和丫角站內(nèi)平均腐蝕率最高可達(dá)0.3mm/a(標(biāo)準(zhǔn)值0.076mm/a)，油水井管桿嚴(yán)重腐蝕，下一步需完善加藥流程，添加緩蝕阻垢劑。

3.3預(yù)氧化處理技術(shù)

4結(jié)語

加強(qiáng)井筒管理，提高井口水質(zhì)達(dá)標(biāo)率。做好水井管網(wǎng)掃線及水井洗井工作，并針對已結(jié)垢的管線，做一次徹底的化學(xué)或物理清洗，清除管壁結(jié)垢，防止水質(zhì)再污染。強(qiáng)化污水凈化過程管理，提高水質(zhì)，從源頭抓起。加強(qiáng)對水質(zhì)的監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測資料合理調(diào)整加藥濃度；加強(qiáng)過濾罐反沖洗、大罐排污、收油和污水池清污工作。

[編輯]帥群

[引著格式]楊峰.山區(qū)油田數(shù)字化無線通訊方式應(yīng)用研究[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版) ,2015,12(17):80～82.

77 Analysis and Countermeasures of Injected Water Quality in Guanghua Work Area

Wu Xiaoying, Wei Dongmei, Yan Yanling, Yuan Yan,Huang Dan(FirstAuthor’sAddress:JianghanOilProductionPlant,JianghanOilfieldCompany,SINOPEC,Qianjiang433124,Hubei,China)

[引著格式]吳小英,魏冬梅,嚴(yán)艷玲,等.廣華作業(yè)區(qū)注水水質(zhì)現(xiàn)狀分析及對策[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版) ,2015,12(17):77～79.

74 Practice and Understanding of the Adjustment of Complicated Fault Block Reservoir Development in Zhongshi Oilfield

Wang Lin(Author’sAddress:JianghanoilProductionPlant,JianghanOilfieldCompany,SINOPEC,Qianjiang433100,Hubei,China)

Abstract:Zhongshi Oilfield was a multilayer imbricate sandstone reservoir with overlap sedimentary deposited on the surface of Jingsha Erosion Surface.There were lots of problems such as complex lithology, many oil-bearing strata, many sand bodies and many types of reservoirs, many faulted zones and with complex oil-water relationship and so on.By the research of fine structures and reservoir geology and based on a series of strata subdivision, the well patterns were reorganized, by way of filling vacancy wells and expanded drilling in old oil regions, the injection-production well patterns were perfected for improving the effect of reservoir waterflooding.From 2011 to 2013, the average annual water-cut increase has been negative, the corresponding injection- production rate is raised from 50.6% to 62.4%.The cumulative annual oil production increase is 3.49 × 104t. Since the quality of oilfield injection water is not up to standard in the injection process, the working life of the ground equipment and downhole casing string would be shorten greatly, it caused enormous losses for oil production or even induced an insufficient injection in formation and influenced the effect of development efficiency during the oilfield water injection development.According to the analysis of injected water quality in recent years and the change of the water qualification rate, the reason of the poor water quality is found out, appropriate measures are proposed, new technologies are introduced and the technological process is perfected to improve the quality of injected water.

Key words:complex fault block; reservoir feature;fine reservoir research; integrated adjustment water qualification rate；water injection station；injected water；Guanghua Work Area

[作者簡介]楊峰(1972-)，男，工程師，現(xiàn)從事油田數(shù)字化建設(shè)與管理工作，yfcq@petrochina.com.cn。

[收稿日期]2015-02-10

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號]1673-1409(2015)17-0077-03

[中圖分類號]TE357.61